Linux-Mini-Rechner fürs Steckbrett

Der Steckbrett-taugliche Linux-Einplatinenrechner NanoPi Duo des Herstellers FriendlyElec (auch bekannt als FriendlyARM) ist mit 50 mm × 25,4 mm kleiner als der Raspberry Pi Zero. Bei der Auswahl der Hardware hat sich der Hersteller stark am Orange Pi Zero des Mitbewerbers Xunlong orientiert, etwa bei der Wahl des System-on-a-Chip (SoC): Mit den vier Cortex-A7-Kernen des verbauten Allwinner H2+ kommt der Rechner ungefähr auf das Leistungsniveau der ersten Version des Raspberry Pi 2. Ähnlich sind auch die wahlweise 256 MB oder 512 MB RAM und ein (unbestückter) SPI-Flash, der den Bootvorgang ohne SD-Karte ermöglicht. Der ebenfalls vom Orange Pi Zero bekannte WLAN-Chip XR819 von Allwinner konnte allerdings schon dort nicht überzeugen, weil die Übertragungsraten bestenfalls niedrige zweistellige MBit/s-Werte erreichten. Immerhin bietet der Duo neben der Onboard-Antenne noch einen IPEX-Anschluss, so dass man das Problem mit einer besseren Antenne ein wenig abschwächen kann. Bluetooth wird nicht unterstützt.

Die Schnittstellen erreicht man über die beiden 16-poligen Pinreihen. Bastelfreunde finden mehrere serielle Schnittstellen, I²C und SPI. Für konventionellere Anwendungen sind auch zweimal USB, einmal Fast Ethernet, ein Mikrofoneingang (Mono), Line-Out (Stereo) sowie ein TV-Ausgang dabei. Weitere Möglichkeiten zur Bildausgabe sind nicht vorgesehen. Zugänglicher wird der Mini-Computer, wenn man ihn auf das optionale Mini-Shield steckt, bei dessen Maßen und Buchsen-Anordung offenbar der Raspi als Vorbild diente. Mehr Details zum NanoPi Duo lesen Sie online. —Peter Eisner/hch

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Mini-E-Paper-Display

Paperino bringt auf rund 26 mm × 12 mm Fläche 148 × 70 Pixel unter, die außer Schwarz und Weiß auch noch ein helles und ein dunkles Grau zeigen können. In das gerade mal einen halben Millimeter dicke Display ist außerdem ein Beschleunigungssensor integriert, den man etwa dazu benutzen kann, das Display auf Antippen reagieren zu lassen. E-Paper-typisch verbraucht das Display bei statischer Anzeige keine Energie, der Bedarf für die Aktualisierung der Anzeige wird mit 4,5 mA im Schnitt angegeben.

Paperino gibt es in verschiedenen Dareichungsformen, vom nackten Display über die Kombination mit Treiber-Board, das über ein Filmbandkabel angeschlossen ist, bis hin zum Breakout-Board mit Pin-Leiste. Für die Mikrocontroller Particle Photon, Electron oder Bluz von Bluz.io gibt es ein eigenes Shield. Die Online-Dokumentation zeigt, wie man das Display mit den Platinen Arduino MKRFOX1200, NodeMCU, WeMosD1 Mini und Raspberry Pi Zero W verdrahtet. Prinzipiell soll man auch andere Boards anschließen können, allerdings müssen diese SPI beherrschen, ihren Signalpegel auf 3,3 Volt beschränken und mindestens über 4 kB freien RAM verfügen. Paperino ist in allen Varianten über Crowdsupply zu beziehen, leider zahlt man beim Versand in Länder außerhalb der USA 5 US-Dollar Porto zusätzlich zu den unten genannten Preisen. Das Breakout-Board gibt es aber auch bei Watterott für 35 Euro. —pek

360-Grad-Laserscanner

Im Hobby-Bereich der Robotik hat man zur Abstandsmessung und Hinderniserkennung lange Zeit auf Infrarotsensoren wie die von Sharp und Ultraschallsensoren zurückgegriffen, deren Reichweite jedoch unter 10 Meter lagen. Im Forschungsbereich kamen und kommen Laserscanner etwa von Sick (man kennt sie von den Dächern autonomer Autos) oder Hokuyo zum Einsatz, die allerdings in Preisregionen jenseits der 1000-Euro-Grenze liegen.

Als die Kinect mit ihrer Tiefenkamera für unter 200 Euro auf den Markt kam, beflügelte das die Roboter-Bauer, da sich auf einfache Weise in einem Rutsch eine Vielzahl von Hindernissen und ganze Wände erfassen ließen. Doch auch die Kinect und Folgemodelle hatten den Nachteil, dass ihre Reichweite auf unter 5 Meter begrenzt war.

Mit dem Sweep hat man einen für die meisten Zwecke prima Kompromiss: 360-Grad-Erfassung mit akzeptabler Framerate und vergleichsweise hoher Reichweite von 40 Meter für 350 Dollar. Durch die kompakte Bauweise, das geringe Gewicht und die niedrige Stromaufnahme ist Sweep sogar zur Montage auf Drohnen geeignet.

Sweep arbeitet nach dem Time-of-Flight-Prinzip, misst also die Laufzeit des Laserstrahls bis zum Hindernis und zurück. Im Kern ist der Sweep keine Neuerfindung, sondern eine Kombination des Lidar Lite V3 (light detection and ranging), der auf einem kontinuierlich drehenden Motor montiert ist und somit Winkel für Winkel die Entfernung misst. Durch Schleifringe bleibt der Lidar immer in Kontakt mit der Steuerplatine, die ihrerseits die Signale per serieller Schnittstelle nach außen weitergibt, zum Beispiel an einen Arduino.

Ein USB-zu-Seriell-Wandler ist im Lieferumfang enthalten, um den Scanner an den PC anzuschließen. Für Windows, Linux und Mac bietet der Hersteller kostenlose Software zum Download an, die zur Konfiguration und Steuerung des Sweep dient und mit der sich die Daten visualisieren lassen. Der Motor kann mit einer Frequenz von bis zu 10 Hz rotieren, während der Laser bis zu 1000 Messungen pro Sekunde vornimmt. Die damit erstellen „Bilder“ eines Raumes sind im Vergleich zu einer Kinect ungenauer, aber ausreichend, um die Dimensionen zu erfassen.

Zusätzlich bietet Scanse ein 3D-Kit für 399 US-Dollar an, mit dem sich Spherical 3D Scans, also Rundum-Pointclouds von Räumen und Geländen, erstellen lassen. —dab

Neue Boards von Arduino

Auf der Maker Faire in New York hat Arduino-Mitbegründer Massimo Banzi im September zwei neue Mikrocontroller-Boards vorgestellt, die ab Mitte November erhältlich sein sollen. Sowohl das MKR WAN 1300 als auch das MKR GSM 1400 zielen auf IoT-Anwendungen und sind mit einer Größe von 67 mm × 25 mm ähnlich schlank wie die vorigen MKR-Boards MKRFOX1200 und MKR1000. Wie diese bringen die neuen Platinen ein 32-Bit-SAM-D21-Cortex-M0+, 256 KB Flashspeicher sowie 32 KB SRAM mit und laufen mit batteriefreundlichen 3,3 Volt Betriebsspannung. Für die Kommunikation sitzt auf dem MKR WAN 1300 das LoRa-Modul CMWZ1ZZABZ, der MKR GSM 1400 hat das GSM-Modul SARAU201 von u-blox an Bord. —hch

Prusa i3 MK3

Die neue Version i3 MK3 des Open-Source-3D-Druckers Prusa ist mit diversen Sensoren ausgestattet, die den Druckvorgang bei Problemen aussetzen sollen, sodass nach Überprüfung entweder der Druck fortgesetzt oder kontrolliert abgebrochen werden kann. Ein optischer Sensor soll erkennen, wenn kein Filament mehr vom Drucker eingezogen wird oder die Düse verstopft ist – ähnlich wie man es von den Modellen von MakerBot kennt. Entdeckt der Sensor frischen Materialdraht im Drucker, bietet er automatisch an, die Düse anzuheizen und das Filament zu laden. Ein weiterer Sensor erkennt, wenn die Spannungsversorgung unterbrochen wird. Mit Energie, die in Kondensatoren gespeichert ist, wird der Druck unterbrochen, die letzte Position gespeichert und der Druckkopf vom Werkstück weggefahren, bevor Kopf und Tisch abkühlen. Zusätzlich überwachen zwei Temperaturfühler die Elektronik und nicht zuletzt hilft ein induktiver Sensor beim Justieren der korrekten Lage des Drucktisches (Bedleveling).

Statt einer Druckplatte mit Glasauflage hat der MK3 eine Platte aus Federstahl, die mit dem temperaturbeständigen Kunststoff Polyetherimid beschichtet ist. Gehalten wird sie von Magneten. Berührt der Druckkopf die Platte, leitet das Metall die Wärme ab und verhindert so Schäden an der Oberfläche. Der Hersteller verspricht, dass ABS-Drucke auf der Platte keine Warping-bedingten Blasen mehr werfen sollen. Die neu konstruierte Y-Achse besteht nun aus Aluminiumprofilen statt Gewindestangen. Das neue RepRap-kompatible Motherboard heißt Einsy und verfügt über den Schrittmotortreiber Trinamic2130, der mit 256 Schritten besonders leise arbeiten soll. Auch besonders schnelle Drucke oder das Überwachen auf verlorene Schritte sollen damit möglich sein.

Der neue Prusa wurde im September auf der World Maker Faire New York vorgeführt. Den Bausatz kann man für 769 Euro plus Versandkosten vorbestellen, voraussichtlich werden die Kits ab November verschickt. Ein vollständiges Upgrade der existierenden MK2-Drucker auf den neuesten Stand ist nicht möglich. Für 185 Euro gibt es aber das magnetische Bett mit Temperatursensor und den neuen Extruder mit Lüfter und Filamentsensor. Wer seinen Drucker bei Prusa gekauft hat, erhält laut der Firma demnächst eine Mail mit einem Rabattgutschein. —hch

ZMorph VX

Der polnische Hersteller ZMorph hat mit dem VX das neue Modell seines 3D-Druckers auf den Markt gebracht. Wobei die Bezeichnung 3D-Drucker dem Gerät nur bedingt gerecht wird, denn die Maschine lässt sich dank tauschbarer Werkzeugköpfe auch in eine CNC-Fräse oder einen Laserplotter verwandeln, für den 3D-Druck steht zudem neben einem Extruder für ein oder zwei verschiedene Materialien auch ein spezieller Druckkopf für Pasten zur Wahl, mit dem sich unter anderem Schokolade verarbeiten lässt.

ZMorph liefert mit Voxelizer eine eigene Software zur Ansteuerung der Maschine in allen Betriebsarten mit – so kann man für ein komplexes Projekt auf Basis desselben 3D-Modells manche Teile in 3D drucken und andere beispielsweise aus Holz fräsen. Mit Voxelizer ist es zudem möglich, die beiden Filamente beim 3D-Druck so zu kombinieren, dass Werkstücke komplexe Oberflächenmuster zeigen, zudem mischt der Dual-Extruder die beiden Materialien auf Wunsch und drückt die Mixtur durch eine gemeinsame Düse. Damit stehen nicht nur zwei feste Farben zur Verfügung, sondern auch Töne dazwischen.

Die maximale Objektgröße beträgt 25 cm × 23,5 cm × 16,5 cm, wobei die Bauhöhe auch vom verwendeten Werkzeugkopf abhängt. Die Maschine ist mit beheiztem Drucktisch, Touchscreen und geschlossenem Gehäuse ausgestattet. —pek

Mini-Linux-Board

Gerade einmal 55 mm × 35 mm misst das neue Mitglied der BeagleBone-Boardfamilie und ist damit nur noch halb so groß wie das BeagleBone Black – der PocketBeagle ist kompatibel zu jedem Schlüsselbund. Der winzige Linux-Rechner basiert auf dem neuen Octavo Systems OSD3358-SM. Das ist das bekannte SiP (System-in-Package) OSD3358 mit der 1-GHz-CPU ARM Cortex-A8 der vorigen Boards, das noch mal deutlich auf 21 mm × 21 mm geschrumpft wurde. Neu dazu gibt es 4 kB EEPROM, ansonsten stecken wie bisher 512 MB DDR3-RAM und zwei integrierte 200-MHz-Mikrocontroller (PRUs) drin. Damit bleibt die Software kompatibel zu anderen BeagleBone-Boards.

Das Open-Hardware-Board hat außerdem einen MicroSD-Kartenslot und einen Micro-USB-Anschluss. Gleich 72 Pins sind an den Seiten des Boards verteilt, darunter Anschlüsse für die Stromversorgung, CAN, SPI, UART und I²C. WLAN und Bluetooth kann man darüber nachrüsten, auf dem PocketBeagle sind sie nicht inbegriffen. Zuletzt hatte die BeagleBoard Foundation im März mit dem BeagleBone Blue ein Board vorgestellt, das für den Einsatz in Robotikprojekten optimiert ist. Statt Pinleisten werden dort vor allem JST-Stecker genutzt, um Motoren und Sensoren anzuschließen. —hch

Retro-Gehäuse für den RasPi

Das NESPi Case verleiht dem Raspberry Pi den Charme des beliebten Konsolen-Klassikers Nintendo Entertainment System, kurz NES. Doch es ist mehr als eine reine Plastikeinhausung: Um den Charme des Originals zu wahren, wurden zwei der vier USB-Anschlüsse samt Netzwerkbuchse unter die Klappe umgeleitet. Die übrigen zwei USB-Ports sind zum Anschluss von Gamepads gedacht und sitzen an entsprechender Stelle. Erweitert wird das Ganze um einen Power- und einen Reset-Knopf. Wie beim großen Vorbild rastet der Power-Knopf ein und zeigt über eine rote LED den Ein-Zustand des Gerätes an. Achtung: Der Knopf trennt den RasPi schlicht vom Stromnetz, er löst kein geordnetes Herunterfahren aus – unter Umständen kann dadurch das Datensystem auf der SD-Karte beschädigt werden.

Das Case ist mit den Modellen RasPi B+, 2B und 3B kompatibel. Optional kann ein 30 mm × 30 mm großer Lüfter verbaut werden, der allerdings bei der ohnehin recht moderaten Wärmeentwicklung des Rasperry Pi nicht zwingend erforderlich ist. Der Einbau des Einplatinenrechners (in unserem Fall das Modell 3B mit RetroPie) gestaltet sich denkbar einfach. Bevor die Platine im Gehäuse befestigt wird, müssen die USB- und Netzwerkstecker an den Pi angeschlossen werden. Darüber hinaus wird an den GPIO-Pins der Stecker für Power und Reset aufgesteckt. Die Ausrichtung des Steckers ist hierbei wichtig – wird dieser falsch herum angeschlossen, kann es zu Schäden am RasPi kommen. Auf der Internetseite des Herstellers gibt es hierzu ein Detailfoto, welches aber leider nicht in der mitgelieferten Anleitung enthalten ist.

Das NESPi Case von Retroflag macht insgesamt einen wertigen Eindruck. Der Einbau der Raspi-Platine ist sehr einfach, das Gehäuse ist passgenau und zeigt liebevolle Details: Besitzer der Original-Spielkonsole werden sich noch an den mysteriösen Expansion Slot auf der Unterseite des NES erinnern; beim NESPi Case sitzt an dieser Stelle ein abnehmbarer Deckel, hinter dem man SD-Karten verstecken kann. Wer eine hochwertige Alternative zu den aktuell erhältlichen Gehäusen im NES-Style sucht, kann hier bedenkenlos zugreifen. Einen ausführlichen Testbericht mit mehr Bildern gibt es online. —ade

Das Test-Gehäuse wurde uns von der Firma Sertronics zur Verfügung gestellt. Das NESPi Case ist jetzt auch im heise shop erhältlich.

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